Universum återfött vid Cern

2000-02-16 13:15  
Det nyfödda universum kryllade av dem. Men redan några mikrosekunder efter den stora smällen försvann de, förvandlade till materiepartiklar som neutroner och protoner. I dagens universum finns inga lösa kvarkar och gluoner kvar.
 
Men nu, för första gången på femton miljarder år, har de återuppstått i fri form igen. Denna gång i fysikernas acceleratorer. I förra veckan avslöjade forskare vid Cern i Genève att de faktiskt lyckats åstadkomma fria kvarkar och gluoner, dock under extremt kort tid och i oerhört små mängder.
 
Kvark-gluonplasmat, en oerhört het soppa av kvarkar och gluoner, fanns i tidernas begynnelse. Nu återuppstår det när forskarna skjuter jättesnabba joner av bly rakt in i andra blyatomer. Vid smällen är det hundra tusen gånger hetare än i solens mitt. Och tätheten är tjugo gånger större än i en atomkärna. Vid denna dundersmäll förmår inte det annars så starka gluonklistret hålla ihop kvarkarna.
 
Plasmat av fria kvarkar och gluoner är dock oerhört litet, kanske bara några miljarddels mikrometer stort. Och det existerar bara någon miljarddels miljarddels mikrosekund innan det kallnar och åter bildar vanliga partiklar.
 
Fysikerna vid Cern har inte sett själva plasmat, till det räcker inte energin och tiden. Istället har de en mängd indirekta bevis på att de verkligen lyckats åstadkomma ett kvark-gluonplasma. Indicierna har samlats ihop under fem års experimenterande i sju olika experimentuppställningar.
 
Partikelfysikerna har räknat baklänges från de tusentals partiklar som de observerat efter blyjonernas krockar. Den viktigaste indikationen på plasmats existens är halten av
 
"J-psi"-partiklar som återstår efter reaktionen. Plasmat hämmar nämligen bildandet av de sällsynta "J-psi", och den uppmätta andelen av partiklarna är lägre än den skulle varit om plasmat inte hade funnits.
 
Sammantaget tyder det mesta på att Cern-forskarna faktiskt har tillverkat det eftersökta plasmat, dock utan att det finns några direkta bevis för det.
 
Tillkännagivandet kommer i samband med att experimenten vid Cern nu avslutas. Om några månader fortsätter jakten på kvark-gluonplasmat vid den nya och tio gånger kraftfullare RHIC-acceleratorn i New York (NyT 1999:36). När väl RHIC kommer igång ska guldjoner frontalkrocka med varandra i farter som ligger mycket nära ljushastigheten.
 
- Cern-gruppen har pressat sin förmåga till det yttersta för att få en skymt av den gäckande materien, säger John Marburger, som är chef för Brookhaven där RHIC finns.
 
Bakom det erkännande uttalandet kan anas en viss rivalitet om vem som egentligen är, eller blir, först med upptäcka naturens mest fundamentala byggstenar.
 
- Deras resultat lägger grunden för de definitiva experiment vid RHIC där kvark-gluonplasmat kommer att observeras direkt, säger Tom Ludlum, chef för Brookhavens högenergiforskning.
 
Energierna vid RHIC är tillräckligt höga, och plasmats livslängd tillräckligt lång, för att få ett direkt bevis på kvark-gluonplasmats existens. Då kan forskarna registrera den elektromagnetiska strålningen från plasmat och mäta dess egenskaper.
 
På grund av tekniska problem dröjer det till i april innan de tunga jonerna börjar snurra runt i acceleratorn.
 
Om fem år kastas bollen tillbaka till Cern. Då är LHC, den nya superacceleratorn, klar att tas i drift. LHC, som blir trettio gånger starkare än RHIC, ska då fortsätta jakten på kvark-gluonplasmat med ännu större kraft.

Anders Wallerius

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt

Läs mer